中雙鏈刮板輸送機總體結(jié)構(gòu)設計

中雙鏈刮板輸送機總體結(jié)構(gòu)設計,中雙鏈刮板輸送機總體結(jié)構(gòu)設計,中雙鏈刮板,輸送,總體,結(jié)構(gòu)設計 (設計) 題 目: 中雙鏈刮板輸送機總體結(jié)構(gòu)設計 指導老師: 學生姓名： 所屬院系： 專 業(yè)： 班 級： 完成日期： 聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文——《中雙鏈刮板輸送機總體結(jié)構(gòu)設計》，系本人在陳立新老師的指導下，獨立進行調(diào)查和研究工作所取得的成果。沒有抄襲，剽竊他人成果，如造成的知識產(chǎn)權(quán)糾紛由本人負責。 簽名： 日期： 摘 要 刮板輸送機是礦山運輸機械的重要組成部分。刮板輸送機的設計制造涵蓋了運動轉(zhuǎn)換、動力傳輸、變速機構(gòu)、鑄鍛件結(jié)構(gòu)設計等機械設計與制造工藝內(nèi)容。經(jīng)過分析，選擇刮板輸送機作為我們的畢業(yè)設計選題，能夠比較全面的運用所學習知識和技能，綜合應用機械設計的分析計算、結(jié)構(gòu)選擇、繪圖技能和機械制造基礎知識，對我們的所學知識進行概括總結(jié)，對我們的綜合應用知識能力進行一次強化訓練并獲得提升，都是有益的。 本設計以煤礦實際運輸條件為依據(jù)，以訓練提高綜合設計能力為目的，在設計中盡可能采用新的設計思想和設計方法，選擇更加合理的結(jié)構(gòu)和技術參數(shù)，力爭提高刮板輸送機質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，在充分吸收學習現(xiàn)有的刮板輸送機設計經(jīng)驗的基礎上，參考有關設計資料，查閱《機械設計手冊》等工具書，按照機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范進行設計。 主設計主要研究問題有：礦用刮板輸送機的型式與性能比較、礦用刮板礦輸送機的整體選型、減速器的優(yōu)化、刮板鏈的設計、液力耦合器的選型等，設計出具有實際應用要求的產(chǎn)品。通過這次設計，鍛煉了自己調(diào)研分析、加工與整理、運用工具手冊的能力，初步掌握了機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范，提高工程設計計算、理論分析、圖表繪制、技術文件編寫的能力。 關鍵詞：　刮板輸送機；礦山運輸機械；鏈輪；鏈環(huán) ABSTRACT Scraper conveyor transport Mine is an important component of the machinery. Scraper conveyor covers the design and manufacture of the campaign conversion, power transmission, speed, Zhu Duanjian structural design, and other mechanical design and manufacturing process elements. After analysis, the choice scraper conveyor as part of our graduation project topics, to a more comprehensive study by the application of knowledge and skills, comprehensive application of mechanical design analysis, the structure of choice, mapping skills and basic knowledge of machinery manufacturing, by our A summary of knowledge, to our knowledge of the comprehensive application of an enhanced capability to conduct training and enhanced, are all appropriate. The mine design is based on the actual conditions of transport to training to increase the overall design capability for the purpose, as far as possible in the design of a new design concept and design, select a more reasonable structure and technical parameters, and strive to improve the quality scraper conveyor , Lower production costs, the full absorption study Shun Machinery Plant existing scraper conveyor design experience on the basis of reference to the relevant design information, access to "mechanical design manual" and other tools, mechanical engineering design in accordance with the procedures, practices and technical specifications The design. The main design of the main research questions are: Mine scraper conveyor of the type and properties, mine ore scraper conveyor of the overall selection, the optimization reducer, scraper chain of design, coupled with the hydraulic selection, and so on , To design a practical application requirements. Through this design, training their own research analysis, processing and finishing, the ability to use manual tools, the initial grasp of the mechanical engineering design procedures, practices and technical specifications, improve engineering design, the theoretical analysis, mapping, technical papers prepared by the ability . Keywords：Scraper conveyer;Mine conveying machinery；sprocket；link 目錄 1 概 述 1 1.1 刮板輸送機的發(fā)展趨勢 1 1.2 刮板輸送機類型分類 1 1.3 刮板輸送機的主要特點 1 2 刮板輸送機工作原理及主要部件的結(jié)構(gòu) 2 2.1 刮板輸送機基本組成結(jié)構(gòu)及簡單工作原理 2 2.2 礦用刮板輸送機結(jié)構(gòu)要求 2 2.3 機頭部 3 2.4 機頭架 3 2.5 鏈輪組件 3 2.6 減速器 3 2.7 盲軸 4 2.8 聯(lián)軸器 4 2.9 電動機 5 2.10 機尾部 5 2.11 中部槽及附屬部件 5 2.12 刮板鏈 7 2.13 推移裝置 9 2.14 錨固裝置 9 3 刮板輸送機的設計校核 10 3.1 總體設計要求 10 3.2 總體方案的確定 10 3.3 運輸能力 10 3.4 鏈條的選取和刮板的設計 11 3.5 運行阻力及牽引力的計算 12 3.6 電動機功率的確定與選擇 15 3.7 鏈輪的轉(zhuǎn)速 15 3.8 刮板鏈強度的驗算 16 4 減速器 17 4.1 傳動系統(tǒng)的確定 17 4.2 傳動比的分配 17 結(jié) 束 語 19 參考文獻 20 致 謝 21 1 概述 1.1 刮板輸送機的發(fā)展趨勢 20世紀初工業(yè)發(fā)展已經(jīng)成熟的英國開始使用利用刮板輸送機輸送散碎的物料。初期的刮板輸送機需要人工裝煤，運輸能力低、功率小，鏈條強度也不夠高。20世紀70年代后期中國開始大力發(fā)展工業(yè)，輸送機也開始機械化并投入使用。上世紀90年代初技術的發(fā)展使運輸技術發(fā)展迅猛截止目前為止我國已成為世界上年運煤量最高的國家。面臨機械化的加速發(fā)展，增加產(chǎn)量，提高效率改善工作環(huán)境的安全等任務，我國的煤礦機械研究設計生產(chǎn)部門認真借鑒和吸收國外先進技術，已設計出符合我國國情的重型刮板輸送機，刮板輸送機的輸送煤炭能力為900t/h。 1.2 刮板輸送機類型分類 表1.1 刮板輸送機分類 按刮板鏈分 按卸載方式分 按中部槽結(jié)構(gòu)分 按電動機類型分 按承重類型分 中單鏈 端卸式 開底式 單速電動機 輕型 中雙鏈 側(cè)卸式 封底式 雙速電動機 中型 邊雙鏈 直彎式 重型 交叉?zhèn)刃妒? 超重型 1.3 刮板輸送機的主要特點 刮板輸送機的主要特點： 1、優(yōu)點 由于它機身低矮，可以彎曲，運輸能力大，結(jié)構(gòu)強度高，能適應采煤工作面較惡劣的工作條件，并可作為采煤機運行軌道，有時還作為移置液壓支架的支點：在推移刮板輸送機時，鏟煤板可自動清掃機道浮煤；擋煤板后面有安全電纜、水管的槽架，并對電纜、水管起保護作用，推移輸送機時，電纜、水管隨著同時移動。 所以刮板輸送機現(xiàn)在仍是緩傾斜長臂式采煤工作面唯一的煤炭運輸設備。 2、缺點 運行阻力大，耗電量高，溜槽磨損嚴重；使用維護不當時易出現(xiàn)掉鏈、漂鏈、卡鏈、甚至斷鏈等事故，影響正常運行。 2 刮板輸送機工作原理及主要部件的結(jié)構(gòu) 2.1 刮板輸送機基本組成結(jié)構(gòu)及簡單工作原理 刮板輸送機一種具有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的承載裝置為中部槽，其牽引推運機構(gòu)為刮板鏈。起動電動機，經(jīng)液力聯(lián)軸器、減速器傳動鏈輪而驅(qū)動刮板鏈連續(xù)運轉(zhuǎn)，將裝在溜槽中的煤炭推運到機頭處卸載轉(zhuǎn)運。 不同類型的刮板輸送機組成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要結(jié)構(gòu)和基本組成部件是相同的。刮板輸送機一般是由機頭部、機尾部、中部槽和附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。 2.2 礦用刮板輸送機結(jié)構(gòu)要求 ⑴左右工作面都能運用； ⑵部件都能在井下拆裝和輸送； ⑶部件同型號安裝和連接尺寸應保證相同，同一類部件應保證通用互換； ⑷安裝刮板鏈后，在正、反兩個方向都可以順利運行； ⑸有緊鏈裝置，保障安全，操作簡便； ⑹能不拆卸用機械推移，為此，應有便于安裝推移裝置的連接點； ⑺要有足夠的強度、剛度、耐磨性； ⑻從端部卸載的 刮板輸送機，機頭架應有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回煤； ⑼一般應有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時通過它返回槽內(nèi)的裝置； ⑽用于機械采煤的工作面刮板輸送機，機頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應便于采煤機自切開口； ⑾用于采煤機的工作面刮板輸送機，應結(jié)合技術上的需要，能裝設下列部分或全部附屬部件： ①采煤機的導向裝置； ②鏟煤板； ③擋煤板； ④無鏈牽引采煤機的齒軌； ⑤放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支架； ⑥在機頭部和機尾部能安裝采煤機外牽引的傳動部裝置，牽引鏈的固定裝置或刨煤機機構(gòu)傳動裝置和控制保護裝置； 刮板輸送機由機頭部、機尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術要求。 2.3 機頭部 隨著綜采工作面生產(chǎn)能力的迅速提高，刮板輸送機端卸載已經(jīng)難以滿足要求，國內(nèi)外大運量重型刮板輸送機均采用交叉?zhèn)刃遁d機構(gòu)，該機構(gòu)經(jīng)過幾代改進，在卸載能力、效率、壽命等方面都有了很大的提高。同時，卸載高度的降低也為綜采配套帶來了便利。 機頭部由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機組成，是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置。 2.4 機頭架 機頭架是機頭部的骨架，應有足夠的強度和剛度，由厚鋼板焊接制成，各型機頭部的共同點如下： ⑴兩側(cè)對稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應左、右采煤工作面的需要； ⑵鏈輪由減速器伸出和盲軸支承連接，這種連接方式，便于在井下拆裝； ⑶撥鏈器和護軸板固定在機頭架前梁上，它的作用防止刮板鏈在與鏈輪的分離點處被輪齒帶動卷入鏈輪，護軸板是易損部位，用可拆換的活板，既便于鏈輪和撥鏈器的拆裝，有可更換； ⑷機頭架的易磨損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨材料的可更換零件。 2.5 鏈輪組件 鏈輪是刮板輸送機傳遞扭矩最大的部件之一。對鏈輪的基本要求是：強度高，耐磨，能承受脈動載荷、沖擊載荷，并具有一定的韌性；齒形尺寸參數(shù)設計準確、加工精度高，保證與鏈條進行良好的嚙合；無論哪種結(jié)構(gòu)的鏈輪，都要具備易于拆裝的特點。 鏈輪的材料選用優(yōu)質(zhì)鋼材，經(jīng)鑄造或鍛造后，進行調(diào)質(zhì)處理。練窩和齒形表面需經(jīng)表面淬火處理。滾筒的內(nèi)孔為內(nèi)花鍵孔，一端與減速器輸出軸相聯(lián)接，另一端與盲軸聯(lián)接，安裝鏈輪時，應將花鍵表面擦洗干凈并涂上黃油。如圖所示： 2.6 減速器 我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機減速器多為平行布置式、三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適用條件為：齒輪圓周速度不大于18m/s；安裝角度為1°~ 25°；高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-20°C ~ +35°C；適用于正反兩向運轉(zhuǎn)。 為適應不同需要，三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配形式：I型減速器的第二軸裝配緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護，這用形式用于30kW以下的減速器；II型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率為40～75kW的減速器多采用這用形式；III型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率90kW以上的減速器采用這種形式。采用雙速電動機時，不能用液力耦合器，因為液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機驅(qū)動，應采用適當?shù)臋C械或電氣過載保護裝置。 減速器的軸端形式按配套需要選用。輸入軸端有圓頭平鍵和漸開線外花鍵兩種；輸出軸端有矩形花鍵、漸開線內(nèi)花鍵和漸開線外花鍵三種。 為使同一型號減速器的安裝尺寸和連接尺寸能通用互換，我國制定并發(fā)布了《刮板輸送機減速器》標準。 為使其在左右兩種采煤工作面和機頭部、機尾部都能通用，刮板輸送機減速器的箱體應上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應使刮板輸送機在大傾角條件下工作時，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。 為便于改變鏈速，減速器應能用更換第二對齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動比。 設計的重型刮板輸送機的減速器都采用直齒輪錐齒輪。直齒錐齒輪的承載能力大，傳動平穩(wěn)，噪音低。檢修更換齒輪時，必須注意齒輪的齒制相同，并應成對更換。 2.7 盲軸 盲軸是裝在機頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個組件。盲軸組件是用于與圓錐圓柱齒輪減速器的鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。 2.8 聯(lián)軸器 電動機與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下有點：使電動機輕載保護功能；減緩傳動系統(tǒng)的沖擊和震動；多電機驅(qū)動能使各電機的負荷較均勻；如果與電動機的特性匹配得當，能增大驅(qū)動裝置的啟動力矩。 中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。 液力耦合器是一種液力傳動器件，其主要組成部分由：1泵輪、2外殼、3易熔塞、4渦輪、5工作液。泵輪1和外殼2把渦輪4封在其中，并用螺栓緊密連接構(gòu)成密封的工作腔。泵輪的出軸與電動機連接，渦輪的出軸與減速器連接。泵輪與渦輪上都有許多徑向直葉片，兩輪上的葉片數(shù)目不等。在工作腔內(nèi)灌注一定量的工作液體，電動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)時，泵輪中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流向外緣的離心力就必定大于渦輪使工作液體產(chǎn)生的離心力壓力。因此，泵輪內(nèi)的液體沿徑向葉片之間的通道向外流動，并在泵輪外緣流入渦輪；同時，由于連續(xù)性的緣故，在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內(nèi)緣，工作液體又從渦輪流回泵輪，形成環(huán)流。于是，工作液體除了繞聯(lián)軸器軸線進行旋轉(zhuǎn)運動（牽連運動）之外，還要繞泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓的中心進行環(huán)流運動（相對運動），因此，工作液體的絕對運動的螺管狀的復合運動。 進入螺管運動的液體質(zhì)點在泵輪被加速增壓，泵輪的機械能轉(zhuǎn)換成液體的動能，液體進入渦輪后，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機械能而輸出做功。由此可見，液力耦合器是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速，即二者之間存在轉(zhuǎn)速差。當二者轉(zhuǎn)速相等時，液體的環(huán)流運動消失，能量傳遞也停止了。 根據(jù)液力轉(zhuǎn)動的理論，液力耦合器所能傳遞的力矩M用下式計算： 式中 ——轉(zhuǎn)矩系數(shù)； ——工作液體的重度，； ——泵輪的轉(zhuǎn)速，r/min； D——泵輪的有效直徑，m 。 液力耦合器的工作液可用礦物油、水或難燃液。在礦井中采用礦物油作工作液，有引起火災的危險，為防止油溫過高，安全型液力耦合器的工作腔裝有易溶塞。易溶塞上有通孔，用專門配置的易熔合金封死。當過載時間較長，油溫超過限定的溫度時易熔合金被融化，腔內(nèi)有野噴出，泵輪與渦輪失掉液力連接從而保護了電機不會長時間過載，鏈子不被拉斷，也不致因油溫過高而造成事故。 2.9 電動機 刮板輸送機電動機不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動機。采用液力耦合器時，對電動機的啟動轉(zhuǎn)矩無高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因為用液力耦合器時，電動機是輕載啟動，如果液力耦合器的輸入特性與電動機的特性匹配得當，則對負載的啟動轉(zhuǎn)矩可接近電動機的最大力矩。 為解決刮板輸送機的重載啟動困難，德國和英國使用雙速電動機。 雙速電動機是兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應電動機，它的定子上裝有兩套繞組，一套低轉(zhuǎn)速繞組，一套高轉(zhuǎn)速繞組。以低轉(zhuǎn)速繞組運轉(zhuǎn)時，能給出3倍以上額定轉(zhuǎn)矩的啟動轉(zhuǎn)矩。低速運行時的輸出功率約為高速時的1/2，啟動電流比用高速繞組的電流低得多，電壓降低。使用雙速電動機時，以低速繞組啟動，達到一定轉(zhuǎn)速時，換接高速繞組常態(tài)運轉(zhuǎn)。 采用雙速電動機需要專門的控制開關，以低速啟動運轉(zhuǎn)到給定的時間，斷開低速繞組，間隔約150ms接通高速繞組運行。在環(huán)節(jié)的斷電間隔中，電動機的轉(zhuǎn)速因負載不同約下降50~250r/min，即使時你、滿載啟動，高速繞組也不是從靜止啟動的，因而高速啟動的電流也不高。雙速電機的運轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機在重載下能平穩(wěn)啟動。 采用雙速電動機與適用液力耦合器相比，因沒有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補充工作液體，沒有過載噴油之患。但是，也沒有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動機專用的控制開關中，必須要有完善可靠的電器保護裝置。 2.10 機尾部 機尾部分為有驅(qū)動裝置和無驅(qū)動裝置兩種。有驅(qū)動裝置的機尾部，因尾部不需要卸載高度，除了尾部架與機頭架有所不同外，其他部件與機頭部相同。無驅(qū)動裝置的機尾部，尾部上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件。 2.11 中部槽及附屬部件 中部槽的刮板輸送機的機身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈事故比較困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。用于機械采煤工作面的中部槽，除了運煤外，還有承載采煤機騎在上面運行的負荷，即垂直方向受采煤機的重壓和滾筒切割煤層時的沖擊。推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向里，使中板拱曲受彎，連接件受拉、壓和彎曲。大塊煤巖卡死在槽中時，中板受壓。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損失外還有槽體變形和連接件損壞。因此，中部槽應有足夠的強度、剛度和耐磨性。為檢測中部槽的質(zhì)量，我國制定了《刮板輸送機中部槽試驗規(guī)范》（MT102-85）。此規(guī)范對試驗項目、試驗方法和強度指標都有具體規(guī)定。 中部槽的形式列入標準的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。 中部槽除了標準長度以外，為適應采煤工作面長度變化的需要，設有500mm和1000mm長的調(diào)節(jié)槽。 機頭過度槽和機尾過度槽是機頭架與機尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機頭架或機尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行種回到槽內(nèi)，可在尾部過度槽的下翼緣裝設上鏈器。 中部槽受煤和刮板鏈的劇烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用壽命，目前是按過煤量衡量?！豆伟遢斔蜋C通用技術條件》種規(guī)定的過煤量列于表2.1中。 表2.1 中部槽過煤量 槽寬/mm 280 320 420 520 (620) 630 730 764 830 輕型 中型 ≥6 ≥8 ≥12 ≥20 ≥30 ≥40 ≥60 重型 ≥120 ≥180 為提高中部槽的使用壽命，目前采用的方法有多種。如：將兩端進行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，中板兩端鏈道處于等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金鋼；加大中板厚度；改進槽幫鋼的斷面以增加強度和剛度。 制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標準，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。D型為中單鏈刮板輸送機用熱軋槽幫鋼，E型為中單鏈和中雙鏈用，邊雙鏈也可以使用，M型為邊雙鏈用的熱軋槽幫鋼。E型與M型相比不僅中板寬度減小從而增大了剛度，而且還增大了中板與槽幫鋼的焊接強度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。中部槽的擦幫剛中腰上的連接座供安裝鏟煤板、擋煤板和無鏈牽引齒條用。在綜合工作面使用中，液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長孔上，由于推移輸送機特別是拉移液壓支架的阻力很大，致使支座的負荷特別大，如果焊接不牢會拉壞支座。因此提高支座的可靠性是一個重要問題。 中部槽的連接裝置是將單個中部槽連接成刮板輸送機機身的組件，它既要保證對中性，使兩槽之間上下、左右的錯口量不超過規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個面內(nèi)能折曲一定角度，使機身有良好的彎曲性能，還要求同一型號中部槽的安裝、連接尺寸相同，能通用互換。目前應用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié)，目前還在不斷改進。 鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安裝后上緣應低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機滾筒應有一間隔。鏟煤板的刃口應有足夠的強度。 機采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件，其作用是防止煤向采空區(qū)灑落，以及為采煤機導向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點等。擋煤板必須具有足夠的強度和剛度，因為它的變形和損壞會影響采煤機的運行。中部槽在彎曲狀態(tài)下，擋煤板之間不僅不能互相干涉，還應使采煤機能正常運行。平巷中使用刮板輸送機時，擋煤板僅作增加裝煤量和防止撒沒之用。 圖2-1 中部槽及其附件的連接 1-電纜槽；2-擋煤板，3-無鏈牽引齒軌；4-導向裝置；5-液壓缸聯(lián)接孔； 6-定位架；7-中部槽；8-鏟煤板 2.12 刮板鏈 刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機的牽引機構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。 刮板鏈使用的鏈條，早期用板片鏈和可拆模鍛鏈，現(xiàn)在都用圓環(huán)鏈，鏈條在運行中不僅要承受很大的靜負荷和動負荷，而且還要在受滑動摩擦作用的條件下運行，要受礦水的浸蝕，因此目前使用的圓環(huán)鏈都是用優(yōu)質(zhì)合金鋼焊接而成的，并經(jīng)熱處理和預拉伸處理，使之具有強度高、韌性大、耐磨和耐腐蝕等特性。 圓環(huán)鏈已經(jīng)標準化，《礦用高強度圓環(huán)鏈》（GB/T12718-1991）對圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術要求、試驗方法及驗收規(guī)則都作了規(guī)定。 圓環(huán)鏈會歌是以連環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標準的規(guī)格有七種：10×40，14×50，18×64，22×86，24×86，26×92，30×108。圓環(huán)鏈按強度劃分為B、C、D三個等級，各級的基礎機械性能要求見表2.2。 GB/T12718-1991對圓環(huán)鏈的脈沖負荷壽命及彎曲繞度值都有規(guī)定。為保證鏈子與鏈輪正常嚙合，對圓環(huán)鏈尺寸公差也作了規(guī)定。 刮板的形式的狀態(tài)要能在運行時有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制 成。刮板了、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。 表2.2機械性能要求 項目 強度等級 B C D 最小破斷拉力/ 630 800 1000 破斷最小伸長度/ % 12 12 12 試驗應力/ 500 640 800 試驗負荷下最大總伸長度/ % 1.4 1.6 1.9 試驗應力與最小破斷應力之比/ % 80 80 80 刮板鏈的間距按所運物料的性質(zhì)和煤塊塊度及安裝傾角確定。刮板鏈切入物料的阻力，應大于物料在槽內(nèi)移動的阻力。刮板間距過大，不能帶動物料運行，或只能帶動部分物料運行；刮板間距過小，加大了鏈子重力，曾加了運行阻力，讓費了材料。雙鏈刮板鏈的刮板，還有制成兩條鏈子使之保持中心距，并使繞經(jīng)鏈輪的鏈環(huán)與鏈窩能正常嚙合的功用，因為刮板變形嚴重時，通過鏈輪時容易掉鏈。 刮板與鏈條的連接，邊雙鏈式目前多采用U型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接；中單鏈刮板上有窩鏈，以此鏈窩與鏈條的平行環(huán)相配，用特制的U形螺栓和自鎖螺母固定；中雙鏈的刮板上有鏈窩，用卡鏈橫梁和刮板夾保持平環(huán)，以螺栓和自鎖螺母固定。 目前使用的三種刮板鏈可作如下比較。邊雙鏈的拉煤能力強，特別適于拉大塊較多的硬煤，單邊雙鏈兩條鏈受力不均勻，特別是中部槽在彎曲在狀態(tài)下運行時更為嚴重；中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈，強度很高且沒有受力不均勻的問題，多鏈事故少，刮板遇到刮卡阻塞時可偏移通過，刮板變形時不會導致過鏈輪時跳鏈，中單鏈的缺點是因鏈環(huán)尺寸大，所用鏈輪直徑增大，機頭、機尾的高度相應增加，拉煤能力不如邊雙鏈，特別時對大塊煤較多的硬煤；中雙鏈能較好地克服邊雙鏈受力不均勻的缺點，顯示出它的優(yōu)點。 圖2-2中雙鏈式刮板鏈 1—刮板 2—螺母 3—圓環(huán)鏈 4—鋸齒形接鏈環(huán) 5—彈性墊圈 6—E型螺栓 2.13 推移裝置 推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機向煤壁推移的機械。綜合工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜合工作面用單體液壓推溜器或手動液壓推溜器。 單體液壓推溜器它實為一個液壓千斤頂。為便于在采煤工作面使用，采用內(nèi)回液結(jié)構(gòu)，即經(jīng)活塞桿的心部回液，沒有外露的回液管。使用時，將推溜器的活塞桿插銷連接在中部槽擋煤板上，再將其底座用支柱撐在頂板上。扳動操作閥，向活塞一側(cè)注入壓力液，活塞桿就將中部槽推向煤壁；向活塞的另一側(cè)注入壓力液，缸體和支座向前收回。 單體液壓缸推溜器在采煤工作面的布置。間隔一定距離裝設一個推溜器；壓力液由設在平巷內(nèi)的泵站經(jīng)高低壓管路循環(huán)。如采用外主式的液壓推溜器，用注液槍注液，不需要在推溜器上連接固定管路。液壓推溜器使用的液體為含35%乳化油的中性水溶液。 A、B、C三種形式的區(qū)別在供液系統(tǒng)。A、B型都要高壓供液管路，A型的低壓液體用低壓回液管返回油箱，B型排到工作面，可在高壓管路上連接注液槍，供外注式液壓支柱用液。C型為外注式，與外注式單體液壓支柱共用一套供液系統(tǒng)，用注液槍供液，低壓排到工作面。 2.14 錨固裝置 錨固裝置的刮板輸送機在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機頭架、機尾架連接，使用液壓支架的泵站。 21 3 刮板輸送機的設計校核 3.1 總體設計要求 輸送能力150t/h 設計長度100m 鏈速1.02m/s 即：Q = 150 (t/h) V=1.02 m/s L=100 m 3.2 總體方案的確定 參照以上數(shù)據(jù)與SGZ—764/220型刮板輸送機相似。本課題的設計參照了SGZ—764/220型刮板輸送機的設計，采用了中雙鏈，卸載方式為端卸式，中部槽采用開低式E型中部槽，電動機采用單速異步電動機，采用兩端驅(qū)動。 刮板輸送機計算內(nèi)容包括：運輸能力、運行阻力、電動機功率、刮板鏈強度驗算。 3.3 運輸能力 如圖3-1所示，刮板輸送機是連續(xù)是運輸設備，其每一秒鐘運輸能力 (3.1) 式中:v—刮板鏈運行速度，，本設計中取v=1.02; q—輸送機上單位長度貨載質(zhì)量，; Q—運輸能力，本設計中設Q=150。 圖3-1 運輸能力計算示意圖 每小時運輸能力為 (3.2) 由3.1式，得 刮板輸送機工作時，貨載沿溜槽連續(xù)均勻分布，被刮板鏈拖帶而沿溜槽移動，所以單位貨載質(zhì)量q與溜槽中貨載斷面積有關即 q=1000γ (3.3) 刮板輸送機裝運貨載的最大橫斷面積與溜槽的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)尺寸有關，海域松散煤的堆積角有關。考慮到上述因素，刮板輸送機的每小時運輸能力為 (3.4) 得 式中： —貨載最大橫斷面積， —貨載的裝滿系數(shù)， —貨載的散集容重，對原煤 —刮板輸送機鏈速， 根據(jù)所選鏈型，查《刮板輸送機中部槽尺寸系列》，得中部槽尺寸：1500764222，圓環(huán)鏈為2692。 3.4 鏈條的選取和刮板的設計 根據(jù)《礦用高強度圓環(huán)鏈》12718—2001標準選取鏈條，本設計中選用圓環(huán)鏈的規(guī)格為Φ26×92即標記為12718—2001 圓環(huán)鏈 26×92 刮板的選取設計 由《刮板輸送機通用技術條件》105—2006可知溜槽寬為764mm，鏈條規(guī)格為Φ26×92時，刮板尺寸為 刮板寬度：=710mm 刮板高度：=100±1.0 刮板厚度：=100±0.5 即刮板型號為710×100×100 檢驗該刮板是否滿足貨載最大橫截面的要求，如圖3-2所示 圖3-2 溜槽中貨載最大斷面積 溜槽上物料斷面積A： (3.5) 式中： A1、A2—單側(cè)擋板溜槽上物料斷面各部分的面積，m2； A3—導向管斷面面積，m2； b—溜槽寬度1.5m， —左槽幫鋼上框架寬度（m），查標準得； —擋煤板底座寬度即溜槽距擋板的距離，m，查標準得 ； h0—溜槽槽口高度，m，有前面可知； b0—溜槽槽口寬度,m，由前面可知； h1—刮板輸送機工作時檔煤凈高 α—安息角即物料的動堆積角，由《機械手冊》中可知煤炭安息角在30?~40?，本設計中取α=34? D—導向管直徑，m，由標準得0.08m； γ—裝載系數(shù)，由前面可知γ=0.9。 把已知數(shù)據(jù)代入式3.5得 所以滿足貨載最大橫斷面積要求 3.5 運行阻力及牽引力的計算 沿傾斜運行的刮板輸送機的重段直線段，運行時除了要克服煤和刮板鏈的運行阻力，還要克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計為總運行阻力。作為牽引構(gòu)件的刮板鏈，在重段直線段運行的總阻力為 （3.6） 刮板鏈在空段直線段的運行總阻力為 （3.7） 式中 —重段直線段的總阻力，N； —空段直線段的總阻力，N； —中部槽單位長度上的裝煤量，； —刮板輸送機的長度，m； —煤在槽內(nèi)運行的阻力系數(shù)； —刮板鏈在槽內(nèi)運行的阻力系數(shù)； —重力加速度，； —刮板輸送機的鋪設傾角 “+”“-”號的選取，該段向上運行時取“+”，向下取“-”。 阻力系數(shù)的數(shù)值，與煤的性質(zhì)、刮板鏈型式、中部槽型式、安裝條件等許多條件有關。準確值需由實驗得到，通常計算時，單鏈w取0.4—0.7，w1=0.3—0.4。 (3.8) 中部槽單位長度的裝煤量 (3.9) 取 w=0.7 w1=0.35 查圓環(huán)鏈表得，兩條鏈每米的質(zhì)量為， 確定最小張力點的計算（采用逐點張力法） 如圖所示，機頭機尾均安裝驅(qū)動裝置。 圖3-3 刮板輸送機張力計算示意圖 刮板鏈條在運行路線上沿運行方向每一下行點的鏈張力等于其前一點的鏈張力與兩點問運行阻力之和，即： (3.10) 式中：、—分別為牽引機構(gòu)上前、后兩點的張力； —前后兩點間的運行阻力。 由上圖 可以得 (3.11) 式中：為—臺電動機的驅(qū)動力。 由于機頭機尾均安裝驅(qū)動，所以 聯(lián)立方程組得： (3.12) 因為 ，所以;又因為,所以得： 綜述以上得，即最小張力點為 輸送機的刮板鏈，在承載后被煤埋在槽內(nèi)，沿槽底滑動運行，由于其工作條件復雜多變，雖已進行了許多研究，還不能準確的計算出其動負荷。 其總運行阻力為 —牽引力 N —中部槽單位長度上的裝煤量 kg/m —刮板鏈單位長度的質(zhì)量 kg/m —重段直線段的總阻力 N —空段直線段的總阻力 N —煤在槽內(nèi)運行的阻力系數(shù) —刮板鏈在槽內(nèi)運行的阻力系數(shù) —傾斜角度 3.6 電動機功率的確定與選擇 功率增大20%，160（1+20%）=192 據(jù)礦井電機的具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。所以選擇三相異步防爆電動機，型號為YB-315L-2/6 ；其主要參數(shù)如下： 額定功率： 電機轉(zhuǎn)速：2920r/min 額定電壓：380V 滿載效率：0.920； 絕緣等級： H； 滿載功率因數(shù)：0.85； 接線方式：Y； 冷卻方式：外殼水冷 3.7 鏈輪的轉(zhuǎn)速 根據(jù)查《綜采技術手冊》鏈條為中雙鏈，鏈子選用2692，鏈子的每米質(zhì)量為28kg/m,查表齒數(shù)為9，節(jié)圓直徑為530mm,外徑582mm 式中; n—鏈輪轉(zhuǎn)速， —鏈輪齒數(shù)， —鏈輪節(jié)距， —刮板輸送機鏈速， —鏈輪節(jié)圓直徑 所以總傳動比為： 3.8 刮板鏈強度的驗算 對于雙鏈刮板輸送機，應滿足 (3.13) 式中：—刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)； —條鏈的破斷拉力，N，由《礦用高強度圓環(huán)鏈》 查得： =1810; —雙鏈負荷不均勻系數(shù)，對于圓環(huán)鏈=0.85. 把已知數(shù)據(jù)代入式3.13，得 所以該圓環(huán)鏈滿足強度要求 4 減速器 減速器是指原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應地增大轉(zhuǎn)距。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。 減速器的種類很多，按傳動和結(jié)構(gòu)特點來劃分，這類減速器有下述六種： （1） 齒輪減速器 主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。 （2） 蝸桿減速器 主要有圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器和錐蝸桿減速器。 （3） 蝸桿-齒輪減速器及齒輪-蝸桿減速器。 （4） 行星齒輪減速器 （5） 擺線針輪減速器 （6） 諧波齒輪減速器 4.1 傳動系統(tǒng)的確定 這里主要是根據(jù)查閱的相關書籍和資料，借鑒以往刮板輸送機傳動系統(tǒng)的設計經(jīng)驗，初步確定傳動系統(tǒng)：傳動裝置為并列式布置（電動機軸與傳動鏈輪軸垂直），故采用三級圓錐——圓柱齒輪減速器。高速級為直齒錐齒輪，中速級為直齒圓柱齒輪，低速級為直齒圓柱齒輪。 4.2 傳動比的分配 在進行多級傳動系統(tǒng)總體設計時，傳動比分配是一個重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動比，將直接影響到傳動系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤滑條件、成本及工作能力。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則： 1.各級傳動的傳動比一般應在常用值范圍內(nèi)，不應超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小外形。 2.各級傳動間應做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動件彼此間不應發(fā)生干涉碰撞；所有傳動零件應便于安裝。 3.使各級傳動的承載能力接近相等，即要達到等強度。 4.使各級傳動中的大齒輪進入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。 總傳動比為： 表4.1各軸參數(shù) 軸號 輸出功率 P/kW 轉(zhuǎn)速n/r·min 輸出轉(zhuǎn)矩 T/N·m 傳動比 Ⅰ軸 97.388 985 944.22 3.4 Ⅱ軸 88.88 289.7 2929.94 2.91 Ⅲ軸 81.12 99.55 7781.98 2.71 Ⅳ軸 74 36.8 19203.8 結(jié)束語 畢業(yè)設計結(jié)束了，在這段時間里，設計的過程中遇到了不少的困難，真是書到用時方恨少，但是在老師的耐心指導和幫助下，克服了重重困難，完成了此次畢業(yè)設計，同時也學到了大量的機械設計方面的知識，受益非淺。 通過本次畢業(yè)設計，才發(fā)現(xiàn)理論聯(lián)系實際的重要性，才發(fā)現(xiàn)只學會書本上的理論知識是遠遠不夠的，通過畢業(yè)設計，搞懂了原來學習當中遇到的問題，使自己的專業(yè)知識有了很大的提高，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為以后的實際工作打下了良好的基礎。 本次畢業(yè)設計主要是對SGZ764/220型刮板輸送機傳動部的設計，采用了機頭、機尾驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，機頭、機尾的傳動部為平行布置，這樣可以更好的利用井下有限的空間。這次設計的重點是刮板輸送機傳動部的設計，它主要是三級減速器，采用了圓錐—圓柱—圓柱齒輪減速器，設計說明書對主要的齒輪和軸進行了設計和計算，對重要的軸、軸承和鍵進行了強度校核。 通過這個學期的畢業(yè)設計，不僅對所學的知識有了一次較為全面的總結(jié)，培養(yǎng)了我綜合運用所學知識，獨立分析、處理和解決工程實際問題的能力。在整個設計過程中深刻體會到了做學問的艱辛和指導老師對冶學嚴謹求實的科學態(tài)度。 參考文獻 [1] 王洪欣，李木，劉秉忠.機械設計工程學[Ⅰ].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2004. [2] 唐大放，馮曉寧，楊現(xiàn)卿.機械設計工程學[Ⅱ].徐州：中國礦業(yè)大學出版，2004. [3] 許洪基，現(xiàn)代機械傳動手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995. [4] 范維唐等.《綜采技術手冊》（上、下）.煤炭工業(yè)出版社，1997. [5] 吳相憲.實用機械設計手冊.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001. [6] 王啟廣、李炳文、黃嘉興.《采掘機械與支護設備》.中國礦業(yè)大學出版社，2006. [7] 甘永立.幾何量公差與測量.上海：上海科學技術出版社，2003. [8] 成大先.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004. [9] 方昆凡.公差與配合技術手冊.北京：北京出版社，1983. [10] 王啟義.中國機械設計大典.南昌：江西科學技術出版社，2002. [11] 吳忠澤.機械設計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002. [12] 范維唐等.采煤機械化設備使用與維護。黑龍江科學技術出版社，1988. [13] 成大先.機械設計師手冊單行本潤滑與密封.北京：化學工業(yè)出版社，2004. [14] 成大先.機械設計師手冊單行常用設計資料.北京：化學工業(yè)出版社，2004. [15] 程志紅，唐大放.機械設計. 南京:東南大學出版社, 2006. [16] 洪曉華.礦井運輸提升.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005. [17] 甘永立.幾何量公差與檢測。上海：上?？茖W好、技術出版社. [18] 單輝祖.材料力學.北京：高等教育出版社，1999. [19] 程居山.礦山機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1997. [20] 王啟廣，黃嘉興.液壓傳動與采掘機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005. [21] 謝錫純，李曉豁.礦山機械與設備.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000. 致謝 在本次畢業(yè)設計完成之際，我想對陳立新陳老師表達我真摯的感謝。老師態(tài)度和藹、學識淵博、有問必答，在指導畢業(yè)設計的過程中，陳老師不厭其煩地答疑 、解惑，嚴謹負責的態(tài)度不僅促使我們更加端正的對待畢業(yè)設計，也同時積極的影響著我以后的工作態(tài)度。陳立新老師在百忙之中還保證一周二次進行指導答疑，并且使我對四年中所學到的專業(yè)知識有了系統(tǒng)地認識和運用，收獲頗豐。，也正是因為陳老師的高度負責，才使我的畢業(yè)設計能夠順利如期完成。 在此表示衷心地感謝。 謝謝陳老師：豐富了我的知識，開拓了我的視野，使我接觸到了有關礦山機械先進的科學技術知識，提高了我的創(chuàng)新意識。 在臨近畢業(yè)之際，對我的任課老師們表達衷心的謝意，對新疆大學對本人的教育和培養(yǎng)表達由衷謝意。 最后，非常感謝各位老師評閱本畢業(yè)設計，由于作者水平有限，在進行設計的過程當中，難免有疏漏之處，懇請各位老師批評指正